(57)【要約】【課題】  本発明は、量産性がよく、かつ、精度が高く周波数調整された圧電振動片およびその製造方法、並びに、この圧電振動片を利用した圧電デバイスを提供すること。【解決手段】  周波数調整のためのレーザ光が照射される領域ＥＲ１，ＥＲ２，ＥＲ３，ＥＲ４に錘６２が設けられた圧電振動片であって、錘６２は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とを有しており、周波数を粗めに調整するための領域が、周波数を微細に調整するための領域に比べて、相対的に質量が大きくなるように形成されている。【選択図】  図４
2006311444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数調整のためのレーザ光を照射される錘が設けられた圧電振動片であって、
前記錘は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とを有しており、
前記周波数を粗めに調整するための領域が、前記周波数を微細に調整するための領域に比べて、相対的に質量が大きくなるように形成されている
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
前記周波数を粗めに調整するための領域と、前記周波数を微細に調整するための領域とは、前記錘の厚みが相対的に変えられることにより、前記質量が異なるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記周波数を粗めに調整するための領域と、前記周波数を微細に調整するための領域とは、前記錘の種類が相対的に変えられることにより、前記質量が異なるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動片。
【請求項４】
蓋体により内部空間が封止されているパッケージと、このパッケージの前記内部空間内に収容された圧電振動片とを備えた圧電デバイスであって、
前記パッケージの蓋体は、レーザ光が透過可能な材料から形成されており、
前記圧電振動片は、前記蓋体を透過するようにして前記レーザ光を照射される錘が設けられており、
前記錘は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とを有しており、前記周波数を粗めに調整するための領域が、前記周波数を微細に調整するための領域に比べて、相対的に質量が大きくなるように形成されている
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
圧電材料から外形を形成する外形形成工程と、
この外形工程の後、及び／又は前に、周波数調整のためのレーザ光を照射する領域に錘を付ける錘付け工程と
を備えた圧電振動片の製造方法であって、
前記錘付け工程では、相対的に、周波数を粗めに調整するための前記領域が、周波数を微細に調整するための前記領域に比べて、質量が大きくなるようにして前記錘を付ける
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光により周波数を調整するための錘を有する圧電振動片、及びこの圧電振動片を利用した圧電デバイス、並びにこの圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は従来の振動腕１の先端付近の概略平面図である（例えば、特許文献１参照）。
この図の振動腕１は、所謂、基部から延びる複数の振動腕を有する音叉型圧電振動片についての１本の振動腕であり、その先端付近には、周波数調整用の錘２が設けられている。すなわち、錘２にレーザ光を照射することで振動腕先端付近の質量を削減して、圧電振動片の周波数を調整するようになっている。
【０００３】
具体的には、振動腕１は、少ないレーザ光の照射で効率よく周波数調整するとともに、微細な周波数調整を可能とするため、次のような工夫を凝らしている。
すなわち、振動腕１は、質量削減効果の高い先端側（図１２の右側）にレーザ光を照射して、周波数を粗めに調整する粗調領域Ｅ１と、この粗調領域Ｅ１よりも基部側（図１２の左側）にレーザ光を照射して、周波数を微細に調整する微調領域Ｅ２とを有している。そして、この粗調領域Ｅ１に対して照射するレーザ光は、そのスポット径ｄ１を比較的大きくして、効率のよい周波数調整を可能とし、微調領域Ｅ２に対して照射するレーザ光は、そのスポット径ｄ２をｄ１よりも小さくして分解能を上げ、より微細な周波数調整を可能としている。また、この図では、スポット径ｄ２よりもさらに小さなスポット径ｄ３を有するようにレーザ光を照射して、さらに分解能を上げている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３８７９公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このようにレーザ光のスポット径を変えることで、分解能を異ならせるような周波数調整であると、異なるスポット径を有するレーザ装置が必要となるため、複数の装置、または高価な装置を必要とするなどの問題がある。
【０００６】
本発明は、安価に精度の高い周波数調整がされた圧電振動片およびその製造方法、並びに、この圧電振動片を利用した圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的は、第１の発明によれば、周波数調整のためのレーザ光を照射される錘が設けられた圧電振動片であって、前記錘は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とを有しており、前記周波数を粗めに調整するための領域が、前記周波数を微細に調整するための領域に比べて、相対的に質量が大きくなるように形成されている圧電振動片により達成される。
【０００８】
第１の発明の構成によれば、周波数調整のためのレーザ光を照射される領域に設けられた錘は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域が、周波数を微細に調整するための領域に比べて、質量が大きくなるように形成されている。このため、周波数を粗めに調整するための領域と、微細に調整するための領域とに照射するレーザ光のスポット径を同様にしても、レーザ光の照射により削減される錘の質量は、粗めに調整するための領域の方が、微細に調整するための領域に比べて大きい。したがって、異なるスポット径を有するレーザ装置を用いなくても、周波数を粗めに調整するための領域において、質量削減効果が大きく効率のよい周波数調整を可能にすると共に、微細に調整するための領域において、質量削減効果が小さく微細な周波数調整を可能とする。
かくして、安価に精度の高い周波数調整がされた圧電振動片を提供することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記周波数を粗めに調整するための領域と、前記周波数を微細に調整するための領域とは、前記錘の厚みが相対的に変えられることにより、前記質量が異なるようになっていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とは、錘の厚みが相対的に変えられることにより、質量が異なるようになっているので、第１の発明と同様の作用効果を発揮する。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明の構成において、前記周波数を粗めに調整するための領域と、前記周波数を微細に調整するための領域とは、前記錘の種類が相対的に変えられることにより、前記質量が異なるようになっていることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とは、錘の種類が相対的に変えられることにより、質量が異なるようになっているので、第１の発明と同様の作用効果を発揮する。さらに、例えば錘の厚みを変えなくても、第１の発明と同様の作用効果を発揮できるため、錘を含めた振動腕の厚みを薄くすることができる。
【００１１】
また、上述の目的は、第４の発明によれば、蓋体により内部空間が封止されているパッケージと、このパッケージの前記内部空間内に収容された圧電振動片とを備えた圧電デバイスであって、前記パッケージの蓋体は、レーザ光が透過可能な材料から形成されており、前記圧電振動片は、前記蓋体を透過するようにして前記レーザ光を照射される錘が設けられており、前記錘は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とを有しており、前記周波数を粗めに調整するための領域が、前記周波数を微細に調整するための領域に比べて、相対的に質量が大きくなるように形成されている圧電デバイスにより達成される。
【００１２】
第４の発明の構成によれば、圧電振動片は、パッケージの蓋体を透過するようにしてレーザ光が照射される錘を有しており、この錘は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域が、周波数を微細に調整するための領域に比べて、質量が大きくなるように形成されている。したがって、第１の発明と同様の作用効果を発揮する。さらに、透明な蓋体を透過させたレーザ光により周波数調整できるため、完成直前状態において周波数を調整でき、より精度の高い周波数を得ることができる。
【００１３】
また、上述の目的は、第５の発明によれば、圧電材料から外形を形成する外形形成工程と、この外形工程の後、及び／又は前に、周波数調整のためのレーザ光を照射する領域に錘を付ける錘付け工程とを備えた圧電振動片の製造方法であって、前記錘付け工程では、相対的に、周波数を粗めに調整するための前記領域が、周波数を微細に調整するための前記領域に比べて、質量が大きくなるようにして前記錘を付ける圧電振動片の製造方法により達成される。
【００１４】
第５の発明の構成によれば、錘付け工程では、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域が、周波数を微細に調整するための領域に比べて、質量が大きくなるようにして錘を付ける。このため、レーザ光を照射する各領域毎にレーザ光のスポット径を変えることなく、質量削減効果が大きく効率のよい周波数調整を可能にすると共に、質量削減効果が小さく微細な周波数調整を可能とする。したがって、異なるスポット径を有するレーザ装置を用いる必要がなく、第１の発明と同様の作用効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１ないし図４は、本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイス３０であって、図１は圧電デバイス３０の概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線概略切断断面図、図３は圧電デバイス３０に用いられる圧電振動片の概略斜視図、図４は図３のＢ−Ｂ線概略切断端面図である。
尚、圧電デバイスとは、圧電振動子や圧電発振器等の名称にかかわらず、シリンダー等を含む概念であるパッケージ内に圧電振動片を収容した全ての製品を意味する。
また、図３の平行斜線で示した部分は、理解の便宜のために示したものであり、断面等を表すものではない。
【００１６】
これらの図の圧電デバイス３０では、完成品として要求される周波数が３２ＫＨｚの場合における圧電振動子を構成した例を示しており、パッケージ３７内に圧電振動片２０を収容している。
本実施形態のパッケージ３７は、図２に示されるように、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成型して形成される第１ないし第３の基板３７ａ，３７ｂ，３７ｃを積層した後、焼結して形成されている。
【００１７】
第１の基板３７ａは、その内側に所定の孔を形成することで、第２の基板３７ｂに積層した場合に、パッケージ３７の内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにされている。この内部空間Ｓが、圧電振動片２０を収容するためのキャビティとなる。
また、第１の基板３７ａの図２において上部に開口した側の開口端面には、低融点ガラス等のロウ材３８が適用されて蓋体３９が接合されており、これにより、内部空間Ｓは蓋封止されている。なお、蓋体３９は、蓋封止した後であっても、圧電振動片２０に設けられた錘にレーザ光をあてて、質量削減方式で周波数調整できるように、光を透過する材料、例えばガラスから形成されている。この錘については後で詳細に説明する。
【００１８】
第２の基板３７ｂの内部空間Ｓに露出する面には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成したマウント電極３１，３２が設けられている。
このマウント電極３１，３２は、パッケージ内を引き回されて、実装端子部４１，４２に接続され、これにより互いに異極となって、圧電振動片２０に駆動電圧を供給する電極となる。
そして、マウント電極３１，３２の上面に、接着剤４３，４３として、例えばシリコーン系またはエポキシ系あるいはポリイミド系等の導電性接着剤が塗布され、この接着剤４３，４３の上に圧電振動片２０が載置されて、接着剤４３，４３が硬化することで、マウント電極３１，３２と圧電振動片２０とが接続されている。
【００１９】
また、パッケージ３７の底面のほぼ中央付近には、第２の基板３７ｂ及び第３の基板３７ｃに連続する貫通孔４５ａ，４５ｂを形成することにより、開口部４５が設けられている。この開口部４５は、圧電振動片２０に有害なガスが付着しないようにするための孔である。すなわち、例えばパッケージ３７内を加熱（アニール処理）して導電性接着剤４３やロウ材３８などから発生したガスを真空排気するための孔である。そして、この開口部４５は、パッケージ内部に開口する貫通孔４５ａに対して、外側に開口する貫通孔４５ｂは、より大きな内径を備えるようにされ、これにより、開口部４５はパッケージ３７を逆さまにした際に、上向き段部４８が形成されるようになっている。
【００２０】
そして、開口部４５の内面には、ニッケルメッキおよび金メッキが下地として被覆されており、有害なガスを排気した後に、図２に示されるように、加熱溶融される金属製の封止材４６により、封止されるようになっている。本実施形態では、封止材４６には、例えば金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）による合金等が用いられている。
【００２１】
圧電振動片２０は、例えば水晶等で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。
本実施形態の場合、圧電振動片２０は、小型に形成して必要な性能を得るために、基部５１から図１において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３５，３６を備えている。
【００２２】
基部５１は、一対の振動腕３５，３６を支持するための部分である。また、本実施形態の基部５１は、圧電振動片２０をマウント電極３１，３２に接合するための部分でもあり、図１および図３に示しように、幅方向両端の表裏面に引出電極３３ａ，３４ａが形成され、この引出電極３３ａ，３４ａとマウント電極３１，３２とが電気的機械的に接続されている。
【００２３】
振動腕３５，３６は、図３に示すように、表裏面のそれぞれに長手方向に沿って延びる長溝５２，５３が形成されており、幅方向の縦断面が略Ｈ型となっている。そして、長溝５２，５３内に励振電極３３，３４が形成され、長溝５２内の励振電極３３と対向するようにして、振動腕３５の側面に励振電極３４が形成されており、長溝５３内の励振電極３４と対向するようにして、振動腕３６の側面に励振電極３３が形成されている。
【００２４】
すなわち、振動腕３５の長溝５２内の励振電極３３は、振動腕３６の内側側面から先端領域を通って外側側面まで形成され、基部５１の引出電極３４ａと電気的に接続されている。また、振動腕３６の長溝５３内の励振電極３４は、基部５１の引出電極３３ａを介しながら、振動腕３５の外側側面から先端領域を通って内側側面まで形成されている。このようにして、長溝５２，５３内の励振電極とこれに対向する側面の励振電極とを異極となるよう配置して、各腕内の電界効率を高めて、振動腕３５，３６の小型化を可能としている。なお、これら励振電極３３，３４には、例えばクロムメッキによる下地層の上に金メッキを被覆した構成が適している。
【００２５】
ここで、図３に示すように、長溝５２，５３内の励振電極３３，３４を引き伸ばすようにして形成された振動腕３５，３６の先端領域の励振電極３３ｂ，３４ｂは、振動腕３５，３６の主面（図３では表裏面であって蓋体に対向する面）にも形成されており、具体的には、各腕の先端から長溝５２，５３に近接するほどに長手方向に長く形成されている。この振動腕３５，３６の先端領域の表裏面に形成された励振電極３３ｂ，３４ｂは、圧電振動片２０の各腕内に電解を生じさせるために設けられているだけでなく、周波数調整のための錘の役割を有している。すなわち、後述するように、レーザ光を照射されて、質量を削減することで周波数調整されるための錘である。
【００２６】
以下、この周波数調整用の錘について詳細に説明するが、振動腕３５および振動腕３６に設けられた錘の構成は略同一であるため、振動腕３６についての説明は省略する。
図４に示すように、錘である励振電極３４ｂの上には、さらに別の錘が設けられて、周波数調整用のレーザ光を照射される錘６２が全体的に形成されている。
そして、この錘６２は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とを有しており、周波数を粗めに調整するための領域が、周波数を微細に調整するための領域に比べて、相対的に質量が大きくなるように形成されている。
【００２７】
すなわち、本実施形態の場合、錘６２は、振動腕３５の先端側から基部側（長溝５２側）に向かうにしたがって、順に周波数調整の分解能を向上させ、振動腕３５のレーザ光が照射される先端領域を分解能別に区分けするようにして周波数の調整領域が形成されている。
具体的には、振動腕３５の先端領域を４区分に分け、その区分にしたがってレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４を照射するようにしている。そして、錘６２は、振動腕３５の最も先端側の調整領域ＥＲ１の質量が最も大きく、次に、この最先の調整領域ＥＲ１よりも微細に周波数調整する粗調領域ＥＲ２、粗調領域ＥＲ２よりも微細に周波数調整する微調領域ＥＲ３の順に質量が小さくなり、最後に、後に製造方法で説明するように、開口部４５を封止材４６（図２参照）で孔封止した後において、微調領域ＥＲ３よりもさらに微細に周波数調整する密封下調整領域ＥＲ４の質量が最も小さくなるように形成されている。
【００２８】
さらに、本実施形態では、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とは、錘６２の厚みが相対的に変えられることにより、質量が異なるようになっており、図４では、一回のレーザ光の照射で削減される錘６２が、先端に向かうにしたがって段階的に多層となっている。
具体的には、図４に示すように、振動腕３５の表面（図４の上面）であって、先端領域の全体に錘としての励振電極３４ｂが設けられている。また、振動腕３５の裏面（図４の下面）の先端領域については、密封下調整領域ＥＲ４には錘は設けられておらず、微調領域ＥＲ３は錘としての励振電極３４ｂが付着した一層構造であり、粗調領域ＥＲ２はこの励振電極３４ｂの上にＡｕ（金）等でなる錘５６が付着した二層構造であり、最先の調整領域ＥＲ１は励振電極３４ｂの上に錘５６およびＡｕ（金）等でなる錘５８を付着させた三層構造となっている。なお、図４の錘６２に開けられた孔は、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４を照射された形跡である。
【００２９】
次に、この圧電デバイス３０の製造方法を説明する。
図５ないし図９は、圧電デバイス３０の製造方法を説明するための図であり、図５は圧電デバイス３０の工程図、図６ないし図８は図５の工程に対応した製造過程の概念図、図９（ａ）は振動腕の表面にレーザ光を照射した跡、図９（ｂ）は振動腕の裏面にレーザ光を照射した跡である。
なお、振動腕３５およびこの振動腕３５に設けられた錘、並びにこれら錘等に対する加工方法等については、振動腕３６についても同様であるので、以下、説明を省略することにする。
【００３０】
これらの図における圧電デバイスの製造方法では、既に説明した音叉型圧電振動片の外形を、例えばウエットエッチングによりウエハー上に複数形成する（外形形成工程）。
そして、これら複数の圧電振動片に、既に説明した引出電極および励振電極（振動腕の先端領域は錘となる）をスパッタリング等で蒸着し、その後、以降の複数回に分けて行う周波数調整に対応した錘付けを行う（ＳＴ１：錘付け工程）。
具体的には、図６（ａ）に示されるように、振動腕３５の表面側（図において上側）の先端領域全体に錘としての励振電極３４ｂをスッパタリング等で蒸着する。また、各振動腕３５の裏面側（図において下側）については、微調領域ＥＲ３，粗調領域ＥＲ２，最先の調整領域ＥＲ１の上に、錘としの励振電極３４ｂをスッパタリング等で蒸着する。
そして、裏面側の粗調領域ＥＲ２，最先の調整領域ＥＲ１については、錘としの励振電極３４ｂの上に、Ａｕ（金）等からなる錘５６をスッパタリング等で蒸着し、その後、裏面側の最先の調整領域ＥＲ１については、錘５６の上にさらにＡｕ（金）等からなる錘５８をスッパタリング等で蒸着する。
【００３１】
次いで、図６（ｂ）に示すように、複数の圧電振動片の振動腕３５，３６の各々の最先の調整領域ＥＲ１に設けられた錘３４ｂ，３４ｂ，５６，５８に、レーザ光ＬＢ１を照射して、圧電振動片をパッケージに接合する前に、粗めに周波数を調整しておく（図５のＳＴ２：ウエハー上での周波数調整）。具体的には、図９に示すように、振動腕３５の表裏面に設けた最も先端側の錘６２に、例えばＹＡＧレーザＬＢ１を用いて複数回にわたって照射して、完成品として要求される周波数が３２ＫＨｚの場合における周波数のバラツキが５００ｐｐｍ程度になるように調整する。このように、調整としては粗めではあるが、圧電振動片をパッケージに接合する前に、予めレーザ光を照射することで、蒸散した錘がパッケージに付着してしまうことによる悪影響等を防止することができる。
【００３２】
次いで、複数の圧電振動片をウエハーから各個に切り取って、その各々を、図１および図２に示すマウント電極３１，３２や開口部４５等を予め形成しておいたパッケージ３７に接合する（図５のＳＴ３：マウント工程）。
そして、図２に示すように、パッケージ３７の開口端面に低融点ガラス等のロウ材３８を適用して、レーザ光が透過可能なガラス製等の蓋体３９を接合する（図５のＳＴ４：蓋封止工程）。なお、本実施形態では、この蓋封止工程を終えた後については、圧電振動片の周波数のバラツキが１５００ｐｐｍ程度にまで悪化している。このように、ＳＴ２で周波数調整したにも拘わらず、周波数がバラついているのは、マウント工程（ＳＴ２）や蓋封止工程（ＳＴ３）において環境が変化したからである。
【００３３】
次いで、図７（ｃ）に示すように、レーザ光ＬＢ２，ＬＢ３をガラス製の蓋体３９を透過させて、振動腕３５に設けた錘（図示せず）に照射して、完成品として要求される周波数に略合わせるように調整する（図５のＳＴ５：封止前調整工程）。
本実施形態では、この封止前調整工程は、図７（ｃ）に示すように、振動腕３５に設けた錘（図示せず）の先端側に、レーザ光ＬＢ２を照射して周波数を粗めに調整する粗調工程（図５のＳＴ５−１）を行い、その後、この粗調工程よりも基部５１側に設けた錘（図示せず）に、レーザ光ＬＢ３を照射して周波数を調整する微調工程（図４のＳＴ５−２）を行っている。
【００３４】
具体的には、粗調工程（図５のＳＴ５−１）では、図４および図９に示すように、質量削減効果が最先の調整領域ＥＲ１よりも小さい基部側（根元側）であって、振動腕３５の粗調領域ＥＲ２に設けられた錘３４ｂ，３４ｂ，５６に、例えばＹＡＧレーザを用いて複数回にわたってレーザ光ＬＢ２を照射する。そして、多少粗めではあるが、ウエハー状での周波数調整（図５のＳＴ２）よりは微細な周波数調整をして、周波数のバラツキが２００〜３００ｐｐｍ程度になるように調整する。
【００３５】
また、微調工程（図５のＳＴ５−２）では、図４及び図９に示すように、質量削減効果が粗調工程（図５のＳＴ５−１）よりも小さい基部側（根元側）であって、振動腕３５の微調領域ＥＲ３に設けられた錘３４ｂ，３４ｂに、例えばＹＡＧレーザを用いて複数回にわたってレーザ光ＬＢ３を照射する。
そして、この微調工程（図５のＳＴ５−２）を経た後の圧電振動片については、その周波数のバラツキが１０ｐｐｍ程度になるように調整する。この１０ｐｐｍ程度のバラツキは微小であり、他の理由がない限り、ほとんどの製品が検査工程で合格を得ることができる程度となっている。
【００３６】
なお、封止前調整工程（図５のＳＴ５）では、レーザ光ＬＢ２，ＬＢ３を複数回にわたって照射しているが、このレーザ光ＬＢ２，ＬＢ３は焦点付近の温度を１０００℃以上にするため、図７（ｄ）に示すように、この加熱によって振動腕３５に熱応力が加わり、残留応力６０が振動腕３５に存在している状態となっている。
【００３７】
次いで、パッケージに設けられた開口部４５（図２参照）からガスを抜き出す。すなわち、マウント工程（ＳＴ３）や蓋封止工程（ＳＴ４）等で接着剤等から発生したガスを、開口部から真空引きする。そして、内部空間Ｓ内を真空雰囲気にした状態で、図７（ｅ）に示すように、逆さまにした圧電デバイスの開口部４５の上向き段部４８に、封止材４６を載置して加熱し、開口部４５の内面にのみ設けた金属被覆部（図示せず）に封止材４６を濡れ広がらせて、パッケージを密封する（図５のＳＴ６：孔封止工程）。
【００３８】
ここで、この孔封止工程（ＳＴ６）では、封止材４６を加熱するだけでなく、圧電振動片２０も加熱するようにしている。本実施形態では、開口部４５からガスを真空引きする前に、導電性接着剤４３やロウ材３８内に残ったガスを完全に抜き出せるように、圧電デバイス全体を加熱しており、その際に、圧電振動片２０を加熱している。具体的には、封止前調整工程（図５のＳＴ５）で生じた振動腕３５の残留応力６０を緩和ではなく略消滅できるように、摂氏２０５℃〜３００℃程度の温度を有する炉内に完成前の圧電デバイス全体を３０分〜１時間程度入れて、比較的低い温度で比較的長い時間をかけて加熱している。そして、このように圧電振動片２０を加熱して開口部４５からガスを抜き出した後、載置した封止材４６に例えばレーザ光を照射したり、或いは加熱手段と接続されたピン等を接触させたりして加熱溶融して、パッケージ３７を密封する。
【００３９】
そして、このように孔封止工程（ＳＴ６）を経ると、圧電振動片の周波数は、微調工程（図５のＳＴ５−２）を経た直後の圧電振動片と比べて、僅かではあるが、３０〜５０ｐｐｍ程度と再び周波数がバラつくようになっている。このバラつきは、圧電振動片を加熱することで、封止前調整工程（図５のＳＴ５）で生じた残留応力が消滅したことによる振動片の特性変化であると考えられる。
【００４０】
そこで、この孔封止工程（ＳＴ６）で生じた僅かな周波数の変動を、図４、図８、図９に示すように、質量削減効果が微調工程（図５のＳＴ５−２）よりもさらに小さい基部側（根元側）であって、振動腕３５の密封下調整領域ＥＲ４に設けられた表面の錘３４ｂに、例えばＹＡＧレーザを用いて複数回にわたってレーザ光ＬＢ４を照射し、完成品として要求される周波数に合わせるように調整して（図５のＳＴ７：密封下調整工程）、圧電デバイスの周波数のバラツキが１０ｐｐｍ程度になるように調整する。
次いで、圧電デバイスの周波数及びその他の検査をして、完成させる。
【００４１】
本発明の第１の実施形態は以上のように構成されており、周波数調整用の錘６２は、相対的に、周波数を粗めに調整するための領域が、周波数を微細に調整するための領域に比べて、質量が大きくなるように形成されている。このため、周波数を粗めに調整するための領域と、微細に調整するための領域とに照射するレーザ光のスポット径を略同じにしても、レーザ光の照射により削減される錘の質量は、粗めに調整するための領域の方が、微細に調整するための領域に比べて大きい。したがって、異なるスポット径を有するレーザ装置を用いなくても、周波数を粗めに調整するための領域において、質量削減効果が大きく効率のよい周波数調整を可能にすると共に、微細に調整するための領域において、質量削減効果が小さく微細な周波数調整を可能とする。
なお、本発明のこの作用効果を発揮させるためには、必ずしも図５に示す製造工程を実施する必要はなく、このため、例えば図１０に示すように、振動腕３５に設ける錘６２の層構造を本実施形態よりも少なくし、分解能を３区分に分けた周波数の調整領域にしたがって、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３を照射して周波数調整するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、振動腕３５，３６に設けられた錘６２の質量を大きくすることで、レーザ光を照射した場合の質量削減効果が向上して、レーザ光のスポット径が小さくできたため、振動腕３５，３６の先端領域である周波数調整の領域が小さくなっても、これに対応することができる。例えば、本実施形態の場合は、長溝５２の先端から振動腕の先端までの距離が短くなった場合であっても、最先の調整領域ＥＲ１、粗調領域ＥＲ２、微調領域ＥＲ３、密封下調整領域ＥＲ４の４区分に分けた周波数調整が可能となった。
【００４３】
しかも、本実施形態では、孔封止工程（図５のＳＴ６）の前に、既に、完成品として要求される周波数に略合わせるように調整する封止前調整工程を行っている（図５のＳＴ５）。このため、最終的に行う密封下調整工程（図５のＳＴ７）では、この密封下調整工程と封止前調整工程との間の孔封止工程（図５のＳＴ６）を行うことにより変化した周波数分だけを調整すればよい。
そして、封止前調整工程（図５のＳＴ５）では、レーザ光ＬＢ２，ＬＢ３を照射するため、熱応力が圧電振動片に残留した状態となっているが、その後の孔封止工程（図５のＳＴ６）で振動腕を加熱して、この残留応力を本実施形態では消滅させている。
したがって、密封下調整工程（図５のＳＴ７）では孔封止工程（図５のＳＴ６）を行うことにより変化した周波数分だけを僅かに調整すればよく、さらに、封止前調整工程（図５のＳＴ５）における残留応力は消滅しているので、完成後の圧電振動片２０に残された熱応力は僅かに残っているだけである。したがって、この完成後の圧電デバイス３０を基板実装する際にリフロー炉等で加熱したとしても、圧電デバイスの特性変化を抑制できる。
【００４４】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスについて、振動腕３５の概略縦断面図であって、図４の断面図に対応した図である。
この図において、上述した圧電デバイス３０及びその製造方法の説明で用いた符号と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。また、図１１において、振動腕３５と振動腕３６との構成は略同じであるため、以下、振動腕３５についてのみ説明する。
【００４５】
この振動腕３５が第１の実施形態と主に異なるのは、錘６２の一部の種類が異なっている点である。
すなわち、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とは、錘６２の種類が相対的に変えられることにより、質量が異なるようになっている。
具体的には、振動腕３５の表面の先端領域には、錘としての励振電極３４ｂが、全体に付着されている。なお、第１の実施形態でも同様であるが、このように振動腕３５の表面側に錘６２を設けるのは、透明な蓋体３９（図２参照）ごしに、振動腕３５に関する位置情報を画像認識し、最後に周波数調整されるため最後まで形が保持されている表面側の励振電極３４ｂのエッジ部分（図１１の符号Ｅ）を基点にして、レーザが照射すべき領域までの移動距離を制御器が計算するようにしているからである。
【００４６】
そして、振動腕３５の裏面の先端領域については、第１の実施形態のように、周波数調整する領域に対応して層構造が異なっており、微調領域ＥＲ３では錘としての励振電極３４ｂが蒸着された一層構造であり、粗調領域ＥＲ２では励振電極３４ｂの上にＡｕ（金）からなる錘５６が蒸着された２層構造であり、最先の調整領域ＥＲ１では励振電極３４ｂの上に錘５６及びＡｕ（金）からなる錘５８が蒸着された三層構造となっている。
【００４７】
ここで、微調領域ＥＲ３については、さらに２つの領域に分かれて、先端側の一方の領域ＥＲ３−２と、基部側の他方の領域ＥＲ３−１とを有し、領域ＥＲ３−２と領域ＥＲ３−１とに設けられた錘６２は、互いに異なる材料から形成されている。
具体的には、先端側の一方の領域ＥＲ３−２に設けられた錘６２は、その他の領域ＥＲ１，ＥＲ２に設けられた錘６２と同じ材料（本実施形態の場合はＡｕ）から形成されている。これに対して、一方の領域ＥＲ３−２と比べて相対的に微細に周波数調整するための他方の領域ＥＲ３−１に設けられた錘６２は、一方の領域ＥＲ３−２に設けられているＡｕ（金）よりも質量の小さい材料（ここでは密度の小さい材料）、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）等で成膜さている。
【００４８】
本発明の第２の実施形態は以上のように構成されており、周波数を粗めに調整するための領域と、周波数を微細に調整するための領域とは、錘６２の種類を相対的に変えることで、質量が異なるようになっており、その質量は、周波数を粗めに調整するための領域の方が、微細に調整するための領域の質量に比べて、相対的に大きくなっているため、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮する。
さらに、本第２の実施形態では、第１の実施形態に比べて、分解能毎に区分けするようにした調整領域の数を増やして、周波数調整の工程数を増やしたため、より効果的に、質量削減効果が大きく効率のよい周波数調整を可能にすると共に、質量削減効果が小さく微細な周波数調整を可能とすることもできる。
そして、錘６２の層構造を増やさなくても、分解能毎に区分けした調整領域の数を増やすことができ、逆に、分解能毎に区分けした調整領域の数を第１の実施形態と同様にすれば、錘６２の層構造を減らして、錘６２を含めた振動腕３５の厚みを薄くすることもできる。したがって、例えば、振動腕３５がパッケージの内側底面に接触してしまうことを防止できる。
【００４９】
本発明は上述の実施形態に限定されない。-実施形態や各変形例の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスの概略平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略切断断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスに用いられる圧電振動片の概略斜視図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線概略切断端面図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法を説明するための工程図。
【図６】図５の工程に対応した製造過程の概念図。
【図７】図５の工程に対応した製造過程の概念図。
【図８】図５の工程に対応した製造過程の概念図。
【図９】図９（ａ）は振動腕の表面にレーザ光を照射した跡、図９（ｂ）は振動腕の裏面にレーザ光を照射した跡。
【図１０】第１の実施形態の変形例であって、振動腕の概略縦断面図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスについて、振動腕の概略縦断面図であって、図４の断面図に対応した図。
【図１２】従来の振動腕の先端付近の概略平面図。
【符号の説明】
【００５１】
２０・・・圧電振動片、３５，３６・・・振動腕、３７・・・パッケージ、３９・・・蓋体、４５・・・開口部、４６・・・封止材、ＥＲ１・・・最先の調整領域、ＥＲ２・・・粗調領域、ＥＲ３・・・微調領域、ＥＲ４・・・密封下調整領域、ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４・・・レーザ光、３４ｂ，５６，５８，６２・・・錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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